PL151602B2 - Rozpylacz cieczy - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA ^OPIS PATENTOWY 151 602

POLSKA PATENTU TYMCZASOWEGO

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 88 11 16 (P. 275859)

Pierwszeństwo--Zgłoszenie ogłoszono: 89 08 21

Int. Cl.⁵ B05B 1/14 A01M 7/00

Opis patentowy opublikowano: 1991 03 29

Twórcy wynalazku: Antoni Durych, Andrzej Wiechowski

Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Kraków (Polska)

Rozpylacz cieczy

Przedmiotem wynalazku jest rozpylacz cieczy, stosowany w urządzeniach wymagających znacznego i jednorodnego zdyspergowania cieczy, zwłaszcza w aparatach absorpcyjnych lub suszarniczych.

W znanych i stosowanych urządzeniach do rozpylania cieczy do postaci chmury drobnych kropel ciecz doprowadzana jest na powierzchnię poziomego dysku lub wirnika obracającego się z dużą prędkością, zwykle 5000-30000 obrotów/minutę. Największą jednorodność rozmiaru wytwarzanych kropel uzyskuje się w przypadku wirników z kanałami prowadzącymi ciecz w kierunku promieniowym.

Jedno ze znanych rozwiązań szczególnie predysponowanych do rozpylania cieczy zawierających cząstki stałe jest konstrukcja rozpylacza, którego wnętrze stanowi komorę, a wypływ odbywa się przez otwory umieszczone w jego bocznej ściance. Średnica tych otworów jest tak dobrana, aby wewnątrz rozpylacza ciecz spiętrzała się na obwodzie pod wpływem siły odśrodkowej i wypływała przez otwory pod znacznym ciśnieniem. W celu zmniejszenia ubytków erozyjnych przy pracy z zawiesinami konstruuje się otwory wypływowe w formie wkładek z materiałów szczególnie odpornych na ścieranie. Ciecz opuszczająca otwór wypływowy jest rozbijana na bardzo drobne krople, które poruszają się w komorze absorbcyjnej lub suszarniczej po torach wynikających z prędkości nadanej przez rozpylacz, z prędkości opadania i z prędkości gazu przepływającego przez aparat absorbcyjny lub suszarniczy. W procesie suszenia rozpyłowego ważne jest, aby z cząstek po opuszczeniu przez nie rozpylacza ciecz odparowała zanim osiągną one ścianki aparatu suszarniczego.

W dużych aparatach realizujących suszenie rozpyłowe lub absorpcję z jednoczesnym suszeniem produktu na ogół przestrzeń dzieląca rozpylacz od ścianek jest wystarczająca i nie dochodzi do osadzania się niewysuszonego produktu na ściankach aparatu. Gdy jednak prowadzi się proces absorpcji z jednoczesnym suszeniem produktu /na przykład usuwanie składników gazowych ze spalin metodą półsuchą/, w aparatach o mniejszej średnicy i przy temperaturze gazu wlotowego nie przekraczającej 473 K, może dochodzić do powstawania narostów niewysuszonego produktu na ściankach aparatu.

151 602

Rozpylacz według wynalazku ma zapewnić korzystniejsze ukierunkowanie cieczy wypływającej z rozpylacza, zmniejszając w konsekwencji ryzyko tworzenia się osadów na ściankach aparatu absorpcyjnego lub suszarniczego.

W rozpylaczu według wynalazku osie otworów wypływowych usytuowane są względem płaszczyzny wirowania pod kątem w zakresie 0<ćrC90°. Dzięki takiemu rozwiązaniu kierunek działania siły pochodzącej od ciśnienia cieczy spiętrzonej w komorze cieczowej jest inny niż kierunek działania siły odśrodkowej i w założeniu obu tych sił uzyskuje się odchylenie toru kropelopuszczających rozpylacz w dół. Zwiększa to drogę cząstek ku ściance aparatu zmniejszając ryzyko tworzenia się na niej osadów. Pod wpływem siły odśrodkowej we wnętrzu komory rozpylacza powstaje wysokie ciśnienie, które z dużą prędkością wyrzuca ciecz na zewnątrz przez otwory wypływowe. Prędkość cząstek płynu opuszczających otwory wypływowe jest więc sumą wynikającą z poziomego wektora prędkości obwodowej samego rozpylacza i skierowanego w dół wektora prędkości wypływu cieczy z otworów wypływowych. Jak wykazują badania, strugi cieczy wypływającej z otworów wypływowych komory cieczowej rozpylacza ulegają bardzo silnej dyspersji w wyniku zderzenia z fazą gazową otaczającą rozpylacz. Rozpylane cząstki są tak drobne, że ich dalszy ruch zależy nie tylko od ich własnej prędkości początkowej, lecz także od turbulencji ośrodka gazowego. W wyniku tego zjawiska duża ilość cieczy jest wynoszona powyżej płaszczyzny rozpylania, co sprzyja osadzaniu się cieczy w górnej części aparatu absorpcyjnego lub suszarniczego i łączeniu się jej w większe krople, które częściowo spływają na rozpylacz i są odrzucane na ścianki aparatu. Wstępne ukierunkowanie rozpylanej cieczy ku dołowi znacznie zmniejsza to niekorzystnie zjawisko.

Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi opis przykładowego rozwiązania rozpylacza zobrazowanego rysunkiem, którego fig. 1 przedstawia półprzekrój rozpylacza z otworami wypływowymi usytuowanymi pod kątem ostrym w stosunku do płaszczyzny wirowania, zaś fig. 2 - półprzekrój rozpylacza z otworami wylotowymi usytuowanymi pod kątem prostym względem płaszczyzny wirowania.

Rozpylacz zbudowany jest z dwóch równoległych płyt tworzących podstawy walca. W cylindrycznej ściance bocznej znajdują się otwory wypływowe 1 skierowane ku dołowi pod kątem ostrym a. Ciecz jest doprowadzana do komory cieczowej 2 przez otwór wlotowy 3 w pobliżu osi obrotu. Pod wpływem działania siły odśrodkowej spiętrza się ona na obwodzie i wypływa przez otwór wypływowy 1.

Figura 2 przedstawia inny wariant realizacji rozpylacza, w którym otwory wypływowe 1 usytuowane są prostopadle do płaszczyzny wirowania. Przy rozwiązaniu tym uzyskuje się dodatkowo korzystniejsze rozmieszczenie masy rozpylacza względem osi w stosunku do konstrukcji klasycznej, w której ścianka rozpylacza ma zaznaczoną masę umieszczoną na obwodzie.

Otwory wypływowe mogą być wykonane w elementach typu dyszowego oddzielnie wkręcanych do rozpylacza. Ułatwia to ich wymianę w przypadku zatkania lub nadmiernego zużycia erozyjnego. Oddzielnie dyszki są bardzo wygodne również w przypadku empirycznego dobierania optymalnej liczby otworów i ich średnicy. Sumaryczny przekrój otworów wypływowych powinien być ściśle uzależniony od przepustowości i zapewniać prędkości wypływu na tyle duże, aby nie tworzyły się w nich osady, lecz nie dopuszczające również do nadmiernego erodowania ścianek otworów.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Rozpylacz cieczy posiadający krążkowy korpus z komorą cieczową wyposażony w otwory wypływowe, znamienny tym, że osie otworów wypływowych (1) usytuowane są względem płaszczyzny wirowania pod kątem (a) w zakresie 0<crC90°.